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想把电化学交流阻抗测试系统使用好,必须掌握好它的原理

发布时间:2022-09-18    浏览量:18
  电化学交流阻抗测试系统简称EIS,也叫交流阻抗谱:给电化学系统施加一个频率不同的小振幅的交流信号,测量交流信号电压与电流的比值随正弦波频率ω的变化,或者是阻抗的相位角Φ随ω的变化。进而分析 电极过程 动力学、双电层和扩散等,研究电极材料、固体电解质、导电高分子以及腐蚀防护等机理。
 

 

  电化学交流阻抗测试系统基本原理:
  当电极系统受到一个正弦波形电压(电流)的交流讯号的扰动时,会产生一个相应的电流(电压)响应讯号,由这些讯号可以得到电极的阻抗或导纳。一系列频率的正弦波讯号产生的阻抗频谱,称为电化学阻抗谱。
  定义:
  对于一个稳定的线性系统M,如以一个角频率为w的正弦波电信号(电压或电流)X为激励信号(在电化学术语中亦称作扰动信号)输入该系统,则相应地从该系统输出一个角频率也是w的正弦波电信号(电流或电压)Y,Y即是响应信号。Y与X之间的关系可以用下式来表示:Y=G(w)X
  如果扰动信号Y为正弦波电压信号,而X为正弦波电流信号,则称G为系统M的阻抗。如果扰动信号X为正弦波电压信号,而Y为正弦波电流信号,则称G为系统M的导纳。
  由阻抗(导纳)的定义可知,对于一个稳定的线性系统,当响应与扰动之间存在唯1的因果性时,阻抗Z与导纳Y 都决定于系统的内部结构,都反映该系统的频响特性,故在Z与Y之间存在唯1的对应关系:Z=1/Y
  G是一个随频率变化的矢量,用变量为频率f或其角频率w 的复变函数表示。故G的一般表示式可以写为:G(w)= G’(w) +jG”(w)
  公式:
  假设电路中各电量频率统一为f,角频率为w,则电阻的交流阻抗即为其电阻值R,电感值为L的电感阻抗为jwL(j为虚数单位),电容值为C的电容阻抗为1/(jwC)。

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